La habitación de Ames

Fuente: Laboratorio de Jonathan Flombaum, Johns Hopkins University

El reto más difícil de la percepción visual se describe a menudo como uno de recuperar información sobre un espacio tridimensional de retinas bidimensionales. La retina es el tejido sensible a la luz dentro del ojo humano. La luz se refleja de los objetos en el mundo, las proyecciones de la retina que estimulan estas células sensibles luz del bastidor. Objetos que están al lado en el mundo producirán estímulos de side-by-side en la retina. Pero los objetos que están más lejos del observador no pueden producir estímulos más distantes, en comparación con objetos cercanos que es. Distancia de la tercera dimensión-se contrae en la retina.

Entonces, ¿cómo podemos ver en tres dimensiones? La respuesta es que el cerebro humano aplica una variedad de supuestos y heurística para hacer inferencias sobre distancias dadas las entradas recibidas en la retina. En el estudio de la percepción, hay una larga tradición de uso de ilusiones visuales como una forma de identificar algunos de estos heurísticos y supuestos. Si los investigadores saben qué trucos es usando el cerebro, debe ser capaces de engañar el cerebro viendo cosas inexacto. Este video le mostrará cómo construir una habitación de Ames, una ilusión visual que ilustra uno de los supuestos aplicados por el sistema visual humano para recuperar la profundidad visual.

1. materiales

1. Para construir una habitación de Ames necesitas cuatro piezas de cartulina, cada uno de 1 ft de alto. Las cuatro piezas deben variar de longitud, incluyendo una pieza de 2 pies, dos piezas de 1 ft y una pieza que es 1,5 pies de largo.
2. Usted también necesitará dos estatuillas de alguna clase, figuras de acción, soldados de juguete, incluso peluches hará el el truco. Los dos deben ser aproximadamente la misma altura y menor ¾-pies de altura.
3. También será necesario un corte de caja y pegamento o cinta.

2. montar la habitación de Ames

1. Comience con una de las dos piezas de 1 pie de cartón. Poner un centavo en ella, justo en el centro y usar el Cúter para cortar alrededor de penny para producir un agujero. Se trata de la apertura para la habitación de Ames.
2. La figura 1 muestra esquemáticamente los tres primeros pasos del montaje, descrito en 2.2. -2,4. Levántese la pieza con el orificio y a su derecha Sujete la otra pieza de 1 pie de cartón, para que los dos forman un ángulo recto. Tienes un objeto que parece que en la Figura 1a, cuando vieron desde arriba.

Figura 1: construcción de una habitación de Ames equivale a la construcción de un polígono irregular de cuatro lados (de cartón). El primer paso consiste en tallar una mirilla tamaño de penny en un pedazo de cartón de 1 ft. Luego coloque un pedazo de igual tamaño de cartulina para producir una situación, el ángulo recto como el mostrado en (A). A continuación, coloque un pedazo de 2 pies de cartón, también en ángulo recto al ras, a la izquierda de la pieza con la mirilla. El resultado es schematized en B. Finalmente, adhiera un pedazo de 1,5 pies de cartón para cerrar el polígono. El producto final se muestra en C.

3. Fije la pieza de dos pies en el otro lado de la pieza con la abertura. Tienes un objeto que parece que en la Figura 1b cuando vieron desde arriba.
4. Finalmente, coloque la pieza de 1,5 pies para cerrar la estructura. Tienes un polígono de cuatro lados como el de la figura 1C.
5. Para completar la habitación de Ames y producir la ilusión de tomar la dos figuras y el lugar uno en cada uno de los vértices donde se fija la cartulina de 1,5 pies al resto de la estructura. En la figura 2, estos dos lugares se denotaron por círculos verdes. Las figurillas deben hacer frente a la apertura.

Figura 2: los puntos verdes indican la posición relativa de figuras dentro de la habitación de Ames. Para producir la ilusión más fuerte, es fundamental colocar las dos figuras en los dos vértices de ángulo no recto del polígono.

3. ver la ilusión

1. Ver la ilusión, solo en la habitación de Ames mirando a través de la abertura.

¿Qué ves cuando ves a la habitación de Ames? Figura 3 esquematiza el efecto de la figura de la derecha debería ser mucho más grande que el de la izquierda, a pesar de que sabes que son del mismo tamaño.

Figura 3: Representación esquemática de lo que la gente ve en la habitación de Ames, en comparación con el hecho de la materia, es decir , lo que está realmente allí. El lado derecho de la figura muestra los verdaderos tamaños relativos y las distancias de las figurillas en la sala: son igualmente altos, y el de la izquierda es más lejos del espectador. Pero cuando se mira a través de la abertura, la ilusión, representada a la izquierda, es que la figura de la izquierda se ve para estar de pie junto a la persona a la derecha, y figura también mucho menor.

¿Qué pasa? Antes de explicar la habitación de Ames en particular, tenemos que considerar el problema general de percibir el tamaño y profundidad al mismo tiempo. La proyección que un objeto produce en la retina varía de tamaño en proporción al tamaño del objeto; pero las proyecciones también variará en tamaño en función de la distancia de un objeto desde la superficie proyectos en (en este caso la retina). En otras palabras, una proyección muy grande en la retina podría significar que el objeto correspondiente es muy grande y bastante lejos del observador, o podría significar que el objeto correspondiente es pequeña, pero muy cerca. Objetos grandes pueden lanzar proyecciones pequeñas cuando están lejos, y pequeños objetos pueden lanzar proyecciones grandes cuando están cercanas. Tamaño y distancia de separación es uno de los principales problemas a la visión 3D. Figura 4 esquematiza este problema general en referencia a dos árboles del mismo tamaño pero a diferentes distancias relativa de un observador.

Figura 4: Un diagrama para ilustrar el problema de percibir simultáneamente tamaño y distancia. En el lado izquierdo de la figura son dos árboles de igual altura. A su derecha, es un observador, como un ojo. Debido a la posición relativa del observador a los árboles y la física de proyección óptica, el árbol a la izquierda del observador lanzará una reflexión mucho más pequeños en la retina del observador, en comparación con el árbol de la derecha. Esto es porque el árbol a la derecha está más cercano del observador. ¿Pero las proyecciones en las dos dimensiones retina, lo que debe el observador piensa, es el árbol de la izquierda más pequeño, o simplemente más lejos?

Lo volver a la habitación de Ames ahora, que demuestra ilusiones específicas es uno de los trucos que el cerebro utiliza para estimar los tamaños de objetos y distancias de objeto. En concreto, el cerebro aplica un supuesto: asume que en ausencia de fuertes derechos compensatorios evidencia, que las estructuras conectan uno al otro en ángulos rectos.

Echemos un vistazo atrás a la configuración de la habitación de Ames ahora para entender cómo la ilusión explota esa suposición. Las paredes de la habitación son todos del mismo color, y mirando a través de un pueblo pequeño de la abertura no puede decir que la pared es diagonal. Por lo que el cerebro asume que es recto-que la habitación de Ames es rectangular en lugar de irregular. La implicación de esa suposición es que la estatuilla en el lado izquierdo de la habitación (en relación a la vista de la abertura) es mucho más cercana al observador lo que realmente es. De hecho, la implicación es que en la misma distancia que la figura de la derecha. Porque es realmente más lejos, la figura de la izquierda proyecta una imagen más pequeña en la retina del observador que la estatuilla a la derecha. Pero el cerebro ha hecho una hipótesis que implica que son la misma distancia. Así que ¿qué podría explicar las diferencias en los tamaños de las proyecciones de la estatuilla? El cerebro consigue de engañado: las razones que la figura de la izquierda debe ser mucho más pequeña que el derecho de producir la ilusión. Figura 5 camina a través de este razonamiento en relación con la geometría de la habitación de Ames.

Figura 5. La habitación de Ames trucos del cerebro humano, produciendo la ilusión del tamaño, tomando ventaja de la suposición de que el cerebro hace sobre geometría. En concreto, el cerebro humano supone que paredes Coloque uno al otro en ángulos rectos. Mirando a través de la apertura de la habitación de Ames, el cerebro no puede reunir evidencia derechos compensatorios, y por lo tanto se aplica esa suposición. El resultado es que piensa que la habitación de Ames es rectangular, con la pared ocupando las posiciones de la línea punteada en la figura. La implicación, entonces, es que las dos figuras están lado a lado, y que la figura de la izquierda es mucho más cercana al observador que es exacta. El cerebro entonces se pide por qué dos objetos de side-by-side fundidos tan diferente tamaño de las proyecciones de la retina. La respuesta da: deben ser diversos tamaños.

Entender cómo los seres humanos perciben el mundo visual en 3D ha sido un área importante de investigación y un logro importante del moderno estudio de la percepción. Algunas de las aplicaciones importantes que han surgido, en consecuencia, están en el desarrollo de 3D y realidad virtual, tecnología de visualización. La habitación de Ames específicamente se ha utilizado durante mucho tiempo en el cine, como una especie de efecto especial. Supongamos que una película tiene que representar un gigante, o alguien muy pequeño. Rodando escenas interiores dentro de una habitación de Ames puede producir la ilusión al espectador de que algunas personas son mucho mayores (o menores) de lo que realmente son. La cámara, después de todo es una apertura.